2019-2020年高考物理一轮复习 课时跟踪训练35 交变电流的产生和描述.doc

2019-2020年高考物理一轮复习 课时跟踪训练35 交变电流的产生和描述一、选择题1(多选)如图中各图面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度匀速转动，能产生正弦交变电动势eBSsint的图是()解析：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动，产生的正弦交变电动势为eBSsint，由这一原则判断，A图和C图符合要求；B图中的转轴不在线圈所在平面内；D图转轴与磁场方向平行，而不是垂直故A、C正确答案：AC2(xx陕西省渭南市高三教学质量检测)一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示由图可知该交变电流()A周期为0.125 sB电压的有效值为10 VC电压的最大值为20 VD电压瞬时值的表达式为u10sin8t (V)解析：由电压随时间的变化规律可知，周期为0.250 s，故A不对；电压的最大值为20 V，故电压的有效值为10 V ，B是正确的；C是不对的；电压瞬时值表达式中，最大值是10 V是不对的，应该是20 V，故D也不正确答案：B3(xx北京市房山区高三一模)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的轴匀速转动，如图1所示产生的感应电动势如图2所示，则()At0.015 s时线框的磁通量变化率为零Bt0.01 s时线框平面与中性面重合C线框产生的交变电动势有效值为311 VD线框产生的交变电动势频率为100 Hz解析：t0.015 s时感应电动势最大，根据En即磁通量变化率最大，选项A错t0.01 s时感应电动势为0，磁通量变化率为0，但磁通量最大，即线框平面与中性面重合，选项B对正弦交流电的有效值即E220 V，选项C错根据图2知交流电周期T0.02 s，所以频率f50 Hz，选项D错答案：B4一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则下列说法正确的是()At0时刻，线圈平面与中性面垂直Bt0.01 s时刻，的变化率最大Ct0.02 s时刻，交流电动势达到最大D该线圈产生的交流电动势的图象如图乙所示解析：由t图知，t0时，最大，即线圈处于中性面位置，此时e0，故A、D两项错误；由图知T0.04 s，在t0.01 s时，0，最大，e最大，则B项正确；在t0.02 s时，最大，0，e0，则C项错误答案：B5(多选)面积为S的两个电阻相同的线圈，分别放在如图所示的磁场中，图甲中是磁感应强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕OO轴匀速转动，图乙中磁场变化规律为BB0cos，从图示位置开始计时，则()A两线圈的磁通量变化规律相同B两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同C经相同的时间t(tT)，两线圈产生的热量相同D从此时刻起，经T/4时间，流过两线圈横截面的电荷量相同解析：甲：甲B0Scost，乙：乙BScostB0Scost，故磁通量变化率相同，又E，所以电动势变化规律也相同，故甲、乙两种情况电动势最大值出现时刻及有效值、平均值均相同答案：ACD6(多选)(xx江西省红色六校高三第二次联考)如图所示，电阻为r的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度100 rad/s匀速转动t0时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则()At0时刻线圈中的感应电动势最大B1 s内电路中的电流方向改变100次C滑片P下滑时，电压表的读数变大D开关K处于断开状态和闭合状态时，电流表的读数相同解析：t0时刻，线圈与磁场垂直，位于中性面，感应电动势为零，A选项错误；由2f，得交变电流的频率为50 Hz，电流方向每秒改变100次，B选项正确；当滑片P下滑时，滑动变阻器电阻增大，则电压表示数增大，C选项正确；开关K闭合时，交变电流流过电容器，则电流表示数改变，D选项错误答案：BC7(xx安徽省安庆市高三第二次模拟)一个匝数为100匝，电阻为0.5 的闭合线圈处于某一磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，从某时刻起穿过线圈的磁通量按图示规律变化则线圈中产生交变电流的有效值为()A5B2 AC6 AD5 A解析：01 s时间内，感应电动势为E1n/t1 V，电流为2 A,11.2 s内，感应电动势E2n/t5 V，感应电流为10 A，一个周期内发热量为IRt1IRt2I2R(t1t2)，得I2 A，B正确答案：B8(xx如东高级中学高三期末)如图所示电路中，电源电压u311sin100t(V)，A、B间接有“220 V440 W”的电暖宝、“220 V220 W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝下列说法正确的是()A交流电压表的示数为311 VB电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3 AC电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍D1 min抽油烟机消耗的电能为1.32104 J解析：电压表在交流电路中对应交流有效值，由于电源电压u311sin100t(V)，故有效值为220 V，所以A错误；因保险丝融化电流指有效值，电暖宝的电流I12 A，油烟机的电流I21 A，故保险丝的额定电流不能小于3 A，所以B错误；电暖宝是纯电阻电路，故电功率等于发热功率440 W，抽油烟机发热功率等于电功率减机械功率，即P热PP出，所以C错误；工作1 min抽油烟机消耗的电能为WPt1.32104 J，所以D正确答案：D9(xx成都树德中学高三考试)如图甲为小型旋转电枢式交流发电机，电阻为r2 矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与右侧电路连接，右侧电路中滑动变阻器R的最大阻值为R0 ，滑动片P位于滑动变阻器中央，定值电阻R1R0、R2， 其他电阻不计从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，闭合开关S，线圈转动过程中理想交流电压表示数是10 V，图乙是矩形线圈磁通量随时间t变化的图象则下列正确的是()A电阻R2上的热功率为1 WB0.02 s时滑动变阻器R两端的电压瞬时值为零C线圈产生的e随时间t变化的规律是e10cos100t(V)D线圈开始转动到t s的过程中，通过R1的电荷量为 C解析：根据电路连接的特点可以看出，外接电路部分的总电阻为RR1R0R010 ，由欧姆定律可知，外电路电流为I1 A，故可知R2的电流为0.5 A，电压为U2U V，所以可知其热功率为 W，故选项A错误；由图象可知，在0.02 s时磁通量的变化率最大，即感应电动势最大，变阻器两端的电压瞬时值最大，所以选项B错误；线圈内阻分压UrIr2 V，故可知感应电动势的峰值为Em(UUr)12 V，故选项C错误；从线圈开始转动到 s时间内线圈转过了，而最大磁通量为mT，故通过R1的电荷量为Q C，所以选项D正确答案：D10(xx安徽省“江南十校”高三联考)如图所示区域内存在匀强磁场，磁场的边界由x轴和y2sinx曲线围成(x2m)，现把一边长为2m的正方形单匝线框以水平速度v10 m/s水平匀速地拉过该磁场区，磁场区的磁感应强度为0.4 T，线框电阻R0.5 ，不计一切摩擦阻力，则()A水平拉力F的最大值为8 NB拉力F的最大功率为12.8 WC拉力F要做25.6 J的功才能让线框通过此磁场区D拉力F要做12.8 J的功才能让线框通过此磁场区解析：线框通过磁场区域，感应电流先增大然后减小，形成正弦交流电，周期为2l/v0.4 s，感应电动势最大值为EmBlv8 V，有效值为4 V，感应电流最大值为16 A，有效值为8 A，则水平拉力最大值为FmBIml12.8 N，A错误；拉力的最大功率为PmFmv128 W，B错误；线框匀速通过，拉力做功等于焦耳热，QI2Rt25.6 J，C正确，D错误答案：C二、非选择题11(xx成都市五校联考)如图所示，一个面积s0.2 m2的单匝圆形线圈，M、N两端间距很小可以忽略，线圈处于变化的磁场中，磁场的磁感应强度按Bsin(100t) T的规律变化线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式为eBmScos(t)，其中Bm为磁感应强度的最大值，为磁场变化的角速度，线圈的电阻r2 ，外接电阻R18 .(电压表为理想交流电压表)求：(1)当t s时电压表的示数(2)变化的电流一个周期在电阻R上产生的热量Q.(3)从t0开始到t s这段时间通过圆形线圈的电量q.解析：(1)由图象知，线圈中产生的交变电流EmBmS100 V.有效值U有50 V电压表的示数UR45 V(2) 交变电流的周期T0.02 s一个周期在电阻R上产生的热量QT4.5 J(3)在0 s时间内，电动势的平均值，平均电流流过灯泡的电荷量qt.得q C.答案：(1)45 V(2)4.5 J(3) C12如下图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r0.10 m、匝数n20匝的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如下图乙所示)在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B T，线圈的电阻为R10.50 ，它的引出线接有R29.5 的小电珠L.外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过小电珠当线圈运动速度v随时间t变化的规律如下图丙所示时(摩擦等损耗不计)求：(1)小电珠中电流的最大值；(2)电压表的示数；(3)t0.1 s时外力F的大小；(4)在不改变发电装置结构的条件下，要使小电珠的功率提高双倍，可采取什么办法(至少说出两种方法)?解析：(1)由题意及法拉第电磁感应定律知道，由于线圈在磁场中做往复运动，产生的感应电动势的大小符合正弦曲线变化规律，线圈中的感应电动势的最大值为：EmnBlvnB2rvm，电路总电阻为：R1R2，那么小电珠中电流的最大值为Im A0.16 A.(2)电压表示数为有效值UImR20.169.5 V0.76 V1.07 V.(3)当t0.1 s也就是时，外力F的大小为FnB2rImvm0.128 N.(4)提高vm用变压器答案：(1)0.16 A(2)1.07 V(3)0.128 N(4)提高vm用变压器